JP5715939B2 - 被成形ガラス素材の浮上搬送装置、及びガラス光学素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、得ようとする光学素子の形状にもとづいて精密加工された成形型を用いて、被成形ガラス素材を成形するにあたり、被成形ガラス素材を浮上させた状態で加熱により軟化させてから成形型に搬送する被成形ガラス素材の浮上搬送装置と、そのような装置を用いたガラス光学素子の製造方法に関する。

光学レンズなどのガラス光学素子を製造するにあたり、被成形ガラス素材（プリフォーム）を加熱して軟化させ、予熱した成形型で被成形ガラス素材をプレス成形することにより、成形型の成形面形状を被成形ガラス素材に転写して、ガラス光学素子を製造するモールドプレス成形方法が実用化されている。

例えば、特許文献１には、プリフォームを気流により浮上させながら加熱することによりプリフォームの予熱を行い、かつ、予熱により軟化したプリフォームを予熱した成形型に移送し、次いで、押圧成形するガラス光学素子の製造方法が開示されている。

また、特許文献２には、プリフォームを気流により浮上させながら加熱する浮上治具を用いて、所定粘度に軟化させたプリフォームを、浮上治具が分割することにより成形型上に落下供給して、プリフォームを押圧成形するガラス光学素子の製造方法が開示されている。

また、特許文献３には、被成形ガラス素材を気流により浮上させながら加熱することにより軟化させ、成形型に落下供給した被成形ガラス素材をプレス成形して、冷却後に成形型からガラス成形体を離型するガラス光学素子の成形方法が開示されている。

また、特許文献４には、複数の被成形ガラス素材を、アーム上の浮上皿で浮上させながら加熱軟化した後、前記アームを分割して加熱軟化された複数の被成形ガラス素材を成形型の成形面に落下供給し、被成形ガラス素材を前記複数の成形面で同時にプレス成形するガラス光学素子の製造方法が開示されている。

ここで、特許文献４は、本出願人によるものであり、アームの先端側に浮上皿を有し、アーム内を貫通して設けられているガス供給路を介して、窒素などの非酸化性ガスが浮上皿に供給され、これによって浮上皿上で被成形ガラス素材の浮上保持を可能とした浮上搬送装置における次のような不具合を改善しようとするものである。

すなわち、上記アームの一形態として、複数の被成形ガラス素材を同時に浮上させることができるように、一つアームに複数の浮上皿を設けたものが知られている。このアームは、浮上皿の並びに沿って分割可能な一対のアーム分割体で構成され、浮上皿も各アーム分割体に支持される浮上皿分割体で構成される。
浮上皿分割体は、対向するアーム分割体を相互に突き合わせることにより浮上皿を構成し、一体化したアーム分割体を分割することによって、二つのアーム分割体及び各浮上皿分割体の隙間から浮上皿上の被成形ガラス素材を下型の成形面に落下供給するが、浮上皿上で被成形ガラス素材を安定して浮上させるためには、浮上皿内に安定した流量の浮上用ガスを供給する必要がある。このため、アーム分割体を互いに突き合せたときに、対向する浮上皿分割体が隙間なく突き合わされるようにして、浮上皿以外に浮上用ガスが漏れることを防止しなければならない。

しかしながら、アーム分割体が突合せ面で隙間なく突き合わせた状態で、アームを外側から加熱すると、アームの表面付近は加熱により次第に昇温する。これに対し、アームの内部は、浮上ガスがアーム内を貫通して設けられているガス供給路を流通しており、かつ、このガスは加熱温度よりも低いため、アーム表面付近よりも低温となる。このため、アーム内部と表面付近の間に温度差が生じ、アーム駆動手段から遠いアームの先端では、各アーム分割体が突合せ面に対する反りを生じる。その結果、浮上皿分割体の突合せ面にも隙間ができてしまい、この隙間から浮上用ガスが漏れて、アームの先端寄りの浮上皿上では被成形ガラス素材の安定した浮上保持が困難になり、被成形ガラス素材が浮上皿に融着してしまう場合もある。特に、この現象は、アームの長手方向に設けられる浮上皿の数が多くなり、アームが長くなればなるほど顕著になる。

このような不具合を解決するために、本出願人は、特許文献４において、被成形ガラス素材を加熱軟化する際においても、浮上皿分割体の突合せ面に隙間を生じることなく、浮上皿上で被成形ガラス素材を安定して浮上保持できるガラス光学素子の製造方法を提案した。
具体的には、被成形ガラス素材を浮上状態で保持する浮上皿と、前記浮上皿に浮上ガスを供給する供給路を備え、かつ幅方向に分割可能な突合せ面を有する一対のアーム分割体から構成され、当該突合せ面で前記浮上皿を分割可能に支持するアームと、前記一対のアーム分割体の一端を支持し、前記一対のアーム分割体を相互に分割し、又は突き合わせるアーム駆動手段とを有する被成形ガラス浮上保持装置において、前記被成形ガラスの軟化温度において、前記一対のアーム分割体を突き合わせたとき、前記一対のアーム分割体の前記突合せ面どうしが隙間なく接触するように、室温において、前記一対のアーム分割体の前記アーム駆動手段に支持される側の末端が所定の隙間を有して前記アーム駆動手段に支持されることを特徴とする保持装置、およびそれを用いたガラス光学素子の製造方法を提案した。

この方法によれば、室温においてアーム駆動手段に支持されている側のアーム末端の突合せ面が所定の隙間を有し、かつ、反対側の末端の突合せ面が隙間なく突き合せられるような状態で、アーム分割体をアーム駆動手段に支持し、この状態でアームを外側から加熱すると、被成形ガラス素材の加熱軟化温度付近において各アーム分割体の対向する突合せ面の隙間がほぼゼロになる。その結果、被成形ガラス素材の加熱軟化時の浮上用ガスの漏出を防止でき、安定した浮上保持が可能となる。

特開平８−１３３７６５号公報 特開平８−１３３７５８号公報 特開平１０−６７５２５号公報 特開２００３−２３８１７１号公報

しかしながら、成形に供される被成形ガラス光学素子は、求められる屈折率や分散値などの光学特性によってガラス成分が異なり、ガラス成分が異なれば、その硝材ごとに温度特性も相違する。このため、被成形ガラス素材をアーム分割体により浮上状態で加熱する温度や、プレス成形時の成形型の温度を各硝材に適した温度に設定しなければならない。そして、被成形ガラス素材の加熱温度が異なれば、熱膨張に起因してアーム分割体の対向する突合せ面に生じる隙間の間隔が変化するので、特許文献４で提案した方法にあっては、各硝材の加熱温度に基づいて、常温時のアーム末端の突合せ面の隙間を設定する必要がある。
つまり、同一のアームを用いて異なる硝材からなるガラス光学素子を製造（量産）する場合、硝材ごとにアーム分割体の突合せ面の隙間の調整が必要となり、生産性の向上を阻害していた。

また、アーム分割体の双方の突合せ面が接触する時に両者が衝突するため、生産回数が増加するに連れて衝突回数も増えて、衝突により両アーム分割体の位置関係が微妙にずれて、両者間に隙間が生じ、浮上用ガスの漏出を招来するという問題もあった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされた発明であって、異なる硝材からなるガラス光学素子を成形する場合であっても、硝材ごとの調整を不要とし、被成形ガラス素材の加熱軟化時の浮上用ガスの漏出を確実に防止できる被成形ガラス素材の浮上搬送装置、及びそのような装置を用いて精度の高い光学素子をより効率よく製造することができるガラス光学素子の製造方法の提供を目的とする。

本発明の被成形ガラス素材の浮上搬送装置は、被成形ガラス素材を浮上させた状態で保持する一対の浮上皿分割体を有する浮上皿と、前記浮上皿に浮上用ガスを供給するガス供給路が内部に設けられ、かつ、前記各浮上皿分割体を接離可能に支持する一対のアーム分割体を有する支持アームとを備え、前記一対の浮上皿分割体のうち一方の浮上皿分割体が、当該浮上皿分割体を支持する一方のアーム分割体に固定されるとともに、前記一対の浮上皿分割体のうち他方の浮上皿分割体が、当該浮上皿分割体を支持する他方のアーム分割体に、付勢部材によって前記一方の浮上皿分割体側に付勢された状態で、前記一対の浮上皿分割体が互いに接離する方向に沿って摺動可能に取り付けられている構成としてある。

また、本発明におけるガラス光学素子の製造方法は、互いに対向する成形面を有する下型と上型とを用い、加熱により軟化した被成形ガラス素材を連続的にプレス成形する光学素子の製造方法において、上記したような被成形ガラス素材の浮上搬送装置により、加熱により軟化した前記被成形ガラス素材を前記下型上に落下供給する方法としてある。

本発明によれば、被成形ガラス素材を加熱する際の浮上用ガスの漏出をより確実に防止して、被成形ガラス素材を安定に浮上させた状態で保持しつつ、加熱により軟化させてから成形型まで搬送することが可能になる。加えて、異なる硝材からなるガラス光学素子を製造する場合であっても、硝材ごとにアーム分割体の突き合わせ面の隙間を調整する必要がないので、複数の硝材に対して共通の浮上搬送装置を用いて安定した搬送が実行できる。

本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の要部の概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の要部の概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置において、浮上皿と支持アームとを分離して示す説明図である。 図２のＣ−Ｃ断面図である。 図２のＤ−Ｄ断面図である。 本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の要部の概略を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の変形例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

［被成形ガラス素材の浮上搬送装置］
まず、本実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置について説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の要部について、その概略を示す平面図である。また、図３及び図４は、本実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の動作を示す説明図であり、図３の浮上搬送装置１は、図１のＡ−Ａ断面の概略を示し、図４の浮上搬送装置１は、図２のＢ−Ｂ断面の概略を示している。

これらの図に示すように、浮上搬送装置１は、被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持する一対の浮上皿分割体２ａ，２ｂを有する浮上皿２と、この浮上皿２に浮上用ガスを供給するガス供給路３５が内部に設けられ、かつ、対になる浮上皿分割体２ａ，２ｂをそれぞれ接離可能に支持する一対のアーム分割体３ａ，３ｂを有する支持アーム３とを備えている。

このような構成とされる浮上搬送装置１は、被成形ガラス素材Ｐを成形型４によりプレス成形して所定の光学素子を製造するにあたり、被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持しつつ、加熱により軟化させてから成形型４まで搬送するためのものである。このため、支持アーム３の内部に設けられたガス供給路３５を経て浮上皿２に供給され、浮上皿２側に設けたガス供給路２９に導かれて噴出口２８から噴出する浮上用ガスによって、被成形ガラス素材Ｐが浮上皿２内で僅かに浮上しながら搬送されるようになっている（図３参照）。

支持アーム３は、例えば、ステンレス合金などの耐熱性の高い金属によって長尺状に成形されている。この支持アーム３は、図示しない駆動手段に取り付けられており、その長手方向に直交する方向に各アーム分割体３ａ，３ｂが平行に往復動することによって開閉するようになっている。
なお、図１は、支持アーム３が閉じて近接した浮上皿分割体２ａ，２ｂが突き合わされた状態を示しおり、図２は、支持アーム３が開いて浮上皿分割体２ａ，２ｂが離間した状態を示している。

このような支持アーム３の開閉動作によって、各アーム分割体３ａ，３ｂに支持された浮上皿分割体２ａ，２ｂが接離する。これにより、加熱により軟化した被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持する支持アーム３が、被成形ガラス素材Ｐをプレス成形する成形型４が型開きして待機する下型４ａの上方に到達すると（図３参照）、支持アーム３が開いて、下型４ａ上に被成形ガラス素材Ｐを落下供給することができるようになっている（図４参照）。
なお、特に図示しないが、浮上搬送装置１は、下型４ａ上に被成形ガラス素材Ｐを落下供給した後は、下型４ａと上型４ｂとを近接させてプレス成形をする妨げとならないように、支持アーム３を閉じて退避し、次の成形に備える。

浮上皿２は、支持アーム３の開閉動作によって、対になる浮上皿分割体２ａ，２ｂが突き合わされた際に凹陥状に形成される受け部２５を有しており、この受け部２５に投下された被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持する。被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持する上で、受け部２５は、図示するように、噴出口２８が開口する底面側からテーパー部を経て開口部へと至るすり鉢状とするのが好ましいが、受け部２５の具体的な形状や寸法は、搬送対象となる被成形ガラス素材Ｐに応じて適宜変更することができる。

このような浮上皿３２の材質としては、加熱により軟化した被成形ガラス素材Ｐとの融着を防ぐために、例えば、高密度カーボン、グラッシーカーボンなどのカーボン材を用いることができる。このようなカーボン材は、熱伝導性にも優れているという点からも浮上皿２の材質として好ましい。

また、浮上皿２は、図５に示すように、対となる浮上皿分割体２ａ，２ｂが互いに突き合わされる突き合わせ面２２ａ，２２ｂとはそれぞれ反対側に張り出す張り出し部２３ａ，２３ｂと、張り出し部２３ａ，２３ｂの下方に突出する底部２４とを有している。これとともに、支持アーム３には、支持アーム３が閉じたときにアーム分割体３ａ，３ｂが突き合わされる部位を跨いで、浮上皿２を支持する支持部３１が設けられている。さらに、この支持部３１には、浮上皿２の底部２４が挿通可能な貫通孔３２が穿設されている。

このようにすることで、浮上皿２は、支持部３１に穿設された貫通孔３２に、その底部２４を挿通しつつ、張り出し部２３ａ，２３ｂの下面を支持部３１に支持させた状態で、支持アーム３に取り付けられるようになっている。
なお、図５は、浮上皿２と支持アーム３とを分離して示す説明図である。図５において、支持アーム３については、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面の概略を示しており、分割皿２については、その側面の概略を示している。

このようにして浮上皿２を支持アーム３に取り付けると、浮上皿２の底部２４の下面側が開放された状態で、浮上皿２が支持アーム３に支持されることになり、被成形ガラス素材Ｐを下型４ａ上に落下供給する際の落下距離Ｄ１（浮上皿２の受け部２５の最下点から下型４ａの成形面４ｓの中心部までの距離）を短くすることができる（図３及び図４参照）。すなわち、浮上皿２の底部２４の下面側が支持アーム３で覆われていると、浮上皿２の底部２４の下面側に位置する支持アーム３の厚みの分だけ被成形ガラス素材Ｐの落下距離が長くなってしまうが、この分の距離をなくすことができる。
これにより、被成形ガラス素材Ｐを下型４ａ上に落下供給する際に、その落下距離を短くして被成形ガラス素材Ｐが反転してしまうなどの不具合を有効に回避し、下型４ａ上に被成形ガラス素材Ｐを正確に供給することが可能になる。

ここで、図示する例では、浮上皿２の底部２４の下面と支持アーム３の下面とが面一となるようにしているが、下型４ａと干渉しない範囲で浮上皿２の底部２４を下型４ａに近づけて、被成形ガラス素材Ｐを下型４ａ上に落下供給する際の落下距離を短くする上での妨げにならなければ、浮上皿２の底部２４の下面は、支持アーム３の下面よりも突出していてもよく、支持アーム３の支持部３１に穿設された貫通孔３２内に位置していてもよい。
なお、下型４ａ上に落下供給される被成形ガラス素材Ｐの反転をより有効に回避するには、その落下距離Ｄ１が被成形ガラス素材Ｐの半径Ｄ２よりも短くなるように、各部の形状や寸法などを適宜調整するのが好ましい。

また、図示する例において、支持アーム３の先端側に位置する浮上皿２０は、対となる浮上皿分割体２０ａ，２０ｂのうち一方の浮上皿分割体２０ａが、これを支持するアーム分割体３ａに固定されている。そして、アーム分割体３ａの内部に設けられたガス供給３５が、アーム分割体３ａに固定された側の浮上皿分割体２０ａに設けたガス供給路２９に連通し、これによって、ガス供給路２９に導かれてきた浮上用ガスが、受け部２５の底面側に開口する噴出口２８から噴出するようになっている。もう一つの浮上皿２１についても同様に、一方の浮上皿分割体２１ａが、これを支持するアーム分割体３ｂに固定されており、アーム分割体３ｂの内部に設けられたガス供給３５が、アーム分割体３ｂに固定された側の浮上皿分割体２１ａに設けたガス供給路２９に連通している。

アーム分割体３ａ，３ｂに固定される側の浮上皿分割体２０ａ，２１ａにガス供給路２９を設けて、当該浮上皿分割体２０ａ，２１ａのそれぞれが固定されるアーム分割体３ａ，３ｂの内部に設けられたガス供給路３５に連通させるようにすれば、その途中に可動部がないため、ガス供給路３５，２９内の気密性を高めることが容易となる。このため、浮上用ガスが供給される経路の途中で漏れ出すことなく、浮上用ガスをより確実に噴出口２８まで導くことができる。

また、図示する例にあっては、アーム分割体３ａ，３ｂに固定される側の浮上皿分割体２０ａ，２１ａの位置を、支持アーム３の長手方向に沿って交互に入れ替えている。すなわち、支持アーム３の先端側に位置する浮上皿２０にあっては、固定される側の浮上皿分割体２０ａを図中左側に位置するアーム分割体３ａに支持させ、もう一つの浮上皿２１にあっては、固定される側の浮上皿分割体２０ａを図中右側に位置するアーム分割体３ｂに支持させている。
このような態様は、アーム分割体３ａ，３ｂの内部にガス供給路３５を設けるにあたり、その混み合いを低減するとともに、両者の内部構造を近似させて熱的な影響を均等化することができるため好ましい。

浮上皿分割体２０ａ，２１ａをアーム分割体３ａ，３ｂに固定するにあたり、その具体的な手段は特に限定されない。例えば、図６に示すように、アーム分割体３ａに螺設した雌ネジ孔５２と同軸となるように、浮上皿分割体２０ａに挿通孔５１を穿設し、この挿通孔５１に挿通させたネジ５０をアーム分割体３ａに螺設した雌ネジ孔５２にネジ締めするなどすればよい。
なお、図６は、図２のＣ−Ｃ断面図である。

一方、支持アーム３の先端側に位置する浮上皿２０における他方の浮上皿分割体２０ｂにあっては、これを支持するアーム分割体３ｂに、付勢部材６によって一方の浮上皿分割体２０ａ側に付勢された状態で、対となる浮上皿分割体２０ａ，２０ｂが互いに接離する方向に沿って摺動可能となるように取り付けられている。もう一つの浮上皿２１についても同様に、他方の浮上皿分割体２１ｂが、付勢部材６によって一方の浮上皿分割体２１ａ側に付勢された状態で、これを支持するアーム分割体３ａに摺動可能に取り付けられている。
ここで、浮上皿分割体２０ｂ，２１ｂの摺動可能な方向は、相互に平行であって、且つ、突き合わせ面２２ａ，２２ｂに対して直交するように構成されている。かかる構成により、温度環境や経時変化などに伴って支持アーム３に変形が生じたとしても、それぞれ対となる浮上皿分割体（２０ａと２０ｂ、２１ａと２１ｂ）は、付勢部材６によって互いに隙間なく密接するため、被成形ガラス素材Ｐの安定的な浮上を実現できる。

付勢部材６としては、図示するようなコイルバネのほか、板ばねなどを用いることができる。付勢部材６の材質は、耐熱性に優れ、高温に曝されてもばね弾性が失われ難いものであればよい。例えば、ジルコニア、窒化ケイ素などのファインセラミックス類を用いることができる。このような付勢部材６は、例えば、コイルバネとした場合には、図示する例のように、浮上皿分割体２０ａに設けたガイド部２６にガイドさせて、浮上皿分割体２０ａを支持する支持部３１の側壁との間に収納されるようにすることができる。

浮上皿分割体２０ｂ，２１ｂを摺動可能となるようにアーム分割体３ｂ，３ａに取り付けるにあたり、その具体的な手段も特に限定されない。例えば、図７に示すように、浮上皿分割体２０ｂに長穴５６を穿設し、この長穴５６に挿通されたネジ５５をスリーブ５８やワッシャー５９を介してアーム分割体３ｂに螺設した雌ネジ孔５７にネジ締めするなどすればよい。
なお、図７は、図２のＤ−Ｄ断面図である。

このように、一方の浮上皿分割体２０ａ，２１ａを、それぞれを支持するアーム分割体３ａ，３ｂに固定するとともに、他方の浮上皿分割体２０ｂ，２１ｂを、それぞれを支持するアーム分割体３ｂ，３ａに、付勢部材６によって一方の浮上皿分割体２０ａ，２１ａ側に付勢された状態で摺動可能に取り付けることで、一方の浮上皿分割体２０ａ，２１ａと、他方の浮上皿分割体２０ｂ，２１ｂとの突き合わせ面２２ａ，２２ｂに隙間が生じることなく、これらの突き合わせ面２２ａ，２２ｂが互いに密着した状態を維持できるようになる。すなわち、浮上皿２に保持した被成形ガラス素材Ｐを加熱により軟化させる際には、支持アーム３も熱に曝され、その熱膨張によって、図８に示すように、アーム分割体３ａ，３ｂの突き合わせ面に隙間Ｗが生じてしまうが、このような隙間Ｗが生じても、一方の浮上皿分割体２０ａ，２１ａと、他方の浮上皿分割体２０ｂ，２１ｂとの突き合わせ面２２ａ，２２ｂに隙間が生じないようにすることができる。
なお、図８は、図１及び図２と同様に、本実施形態に係る被成形ガラス素材の浮上搬送装置の要部の概略を示す平面図であり、アーム分割体３ａ，３ｂの突き合わせ面に隙間Ｗが生じても、一方の浮上皿分割体２０ａ，２１ａと、他方の浮上皿分割体２０ｂ，２１ｂとの突き合わせ面２２ａ，２２ｂが互いに密着した状態にあることを示している。

しかも、前述した特許文献４で提案した方法にあっては、異なる硝材からなる被成形ガラス素材Ｐをプレス成形する場合には、各硝材に適した加熱温度に基づいてアーム末端の突き合わせ面の隙間を設定する必要があるが、本実施形態にあっては、そのような必要はない。付勢部材６によって浮上皿分割体２ａ，２ｂの突き合わせ面２２ａ，２２ｂが互いに密着した状態を維持しているため、被成形ガラス素材Ｐの加熱温度が異なることに起因して、アーム分割体３ａ，３ｂの突き合わせ面に熱膨張によって生じる隙間Ｗの間隔が違ってきても、浮上皿分割体２ａ，２ｂの突き合わせ面２２ａ，２２ｂに隙間が生じるのを防止することができる。さらに、アーム分割体３ａ，３ｂの双方の突き合わせ部が繰り返し衝突し、経時的にアーム分割体３ａ，３ｂの位置にずれが生じたとしても、浮上皿分割体２ａ，２ｂの突き合わせ面２２ａ，２２ｂに隙間が生じないようすることができる。
したがって、本実施形態によれば、被成形ガラス素材Ｐを加熱する際の浮上用ガスの漏出をより確実に防止して、被成形ガラス素材Ｐを安定に浮上させた状態で保持しつつ、加熱により軟化させてから成形型４まで搬送することが可能になる。

［ガラス光学素子の製造方法］
次に、上記したような浮上搬送装置１を用いる本発明のガラス光学素子の製造方法の実施形態について説明する。

本実施形態におけるガラス光学素子の製造方法は、互いに対向する成形面を有する下型４ａと上型４ｂとからなる成形型４によって、被成形ガラス素材Ｐをプレス成形して所定のガラス光学素子を製造するものであり、プレス成形に先立って、上記した浮上搬送装置１により被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持しつつ、加熱により軟化させてから型開きして待機する成形型４まで搬送する。

被成形ガラス素材Ｐとしては、所望の性質を有する光学ガラスを平板状、柱状、球状、平凸形状、平凹形状、又は両凸形状などの形状に加工したものとすることができるが、得ようとする光学素子の形状に近似した形状に溶融ガラスを予備成形したものであってもよい。
また、被成形ガラス素材Ｐに用いる硝材に特に制限はなく、通常、この種のプレス成形に用いられる各種のものを用いることができる。

被成形ガラス素材Ｐを浮上させた状態で保持するにあたり、浮上皿２に形成された受け部２５の底面側に開口させた噴出口２８から浮上用ガスを噴出させるが、浮上用ガスとしては、例えば、窒素ガスなどの非酸化性ガスを用いることができる。浮上用ガスを噴出口２８から噴出させるに際し、その流量は、噴出口２８の形状や、被成形ガラス素材Ｐの形状及び重量などを考慮して適宜調整するが、通常は、０．００５〜２０リットル／分程度とすることができる。

浮上搬送装置１により浮上した状態で保持された被成形ガラス素材Ｐは、公知の加熱装置を用いて加熱により軟化させるが、下型４ａ上に落下供給する際の被成形ガラス素材Ｐの温度は、その粘度が１０^９ｄＰａ・ｓ未満となる温度であることが好ましい。このような温度とすることで、得られる光学素子の十分な面精度を確保することができる。

また、下型４ａと上型４ｂは、プレス成形を開始するに際し、加熱して所定の温度に維持しておく。プレス成形時における下型４ａと上型４ｂの温度は、被成形ガラス素材Ｐの温度とほぼ同一であってもよいが、サイクルタイムの短縮のためには被成形ガラス素材Ｐの温度よりも低いことが好ましく、具体的には、被成形ガラス素材Ｐの粘度で１０^９〜１０^１２ｄＰａ・ｓとなる温度に予熱しておくのが好ましい。
なお、下型４ａと上型４ｂを予熱する際の温度は同一でもよく、差を設けても良い。得ようとする光学素子の形状や、用いた硝材などに応じて適宜調整することができる。

下型４ａ上に被成形ガラス素材Ｐを落下供給すると浮上搬送装置１は退避し、次いで、下型４ａと上型４ｂとを接近させることにより、被成形ガラス素材Ｐプレス成形する。そして、プレス成形開始後の任意の時点で、冷却を開始し、被成形ガラス素材Ｐの粘度で１０^１２ｄＰａ・ｓに相当する温度以下になったときに、下型４ａと上型４ｂとを離間して成形された光学素子（成形体）を取り出す。

以上のような本実施形態の光学素子の製造方法は、前述したような浮上搬送装置１を用いることで、被成形ガラス素材Ｐを加熱する際の浮上用ガスの漏出をより確実に防止して、型開きして待機する成形型４の下型４ａ上に被成形ガラス素材Ｐ落下供給するまでの間、被成形ガラス素材Ｐを安定に浮上させた状態で保持することが可能になる。しかも、被成形ガラス素材Ｐを下型４ａ上に落下供給する際には、その落下距離を短くして被成形ガラス素材Ｐが反転してしまうなどの不具合を有効に回避し、下型４ａ上に被成形ガラス素材Ｐを正確に供給することが可能になる。このため、本実施形態によれば、精度の高い光学素子をより効率よく製造することが可能になる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

例えば、前述した実施形態では、支持アーム３の長手方向に沿って二つの浮上皿２が一列に配置された例を示して説明したが、支持アーム３に支持させる浮上皿２は一つであっても、三つ以上であってもよい。支持アーム３に支持させる浮上皿２の数は、搬送すべき被成形ガラス素材Ｐの数に応じて適宜変更することができる。また、アーム分割体３ａ，３ｂに固定される側の浮上皿分割体２ａの位置を、支持アーム３の長手方向に沿って交互に入れ替えるのが好ましいのは、三つ以上の浮上皿２を支持アーム３に支持させる場合も同様である。

また、前述した実施形態では、支持アーム３の支持部３１に穿設された貫通孔３２に、浮上皿２の底部２４を挿通しつつ、張り出し部２３ａ，２３ｂの下面を支持部３１に支持させた状態で、支持アーム３に浮上皿２を取り付けた例を示したが、支持アーム３に浮上皿２を取り付ける態様はこれに限られない。
一方の浮上皿分割体が、当該浮上皿分割体を支持する一方のアーム分割体に固定されるとともに、他方の浮上皿分割体が、当該浮上皿分割体を支持する他方のアーム分割体に、付勢部材によって一方の浮上皿分割体側に付勢された状態で、一対の浮上皿分割体が互いに接離する方向に沿って摺動可能に取り付けられていればよい。具体的には、支持アーム２に貫通孔３２を設けるのを省略するとともに、浮上皿２にあっても底部２４を設けるのを省略して、図９に示すような態様とすることもできる。
なお、図９は、上記態様について、前述した実施形態における図１のＡ−Ａ断面に相当する断面の概略を示す断面図であり、前述した実施形態に対応する構成部位については、同じ符号を付すことで、その説明を省略する。

本発明は、得ようとする光学素子の形状にもとづいて精密加工された成形型を用い、被成形ガラス素材をプレス成形する精密モールドプレス成形技術に適用される。

１ 浮上搬送装置
２（２０，２１） 浮上皿
２ａ（２０ａ，２１ａ） 浮上皿分割体
２ｂ（２０ｂ、２１ｂ） 浮上皿分割体
２２ａ，２２ｂ 突き合わせ面
２３ａ，２３ｂ 張り出し部
２４ 底部
２５ 受け部
２８ 噴出口
２９ ガス供給路
３ 支持アーム
３ａ，３ｂ アーム分割体
３５ ガス供給路
６ 付勢部材
Ｐ 被成形ガラス素材

Claims (6)

1. 被成形ガラス素材を浮上させた状態で保持する一対の浮上皿分割体を有する浮上皿と、
   前記浮上皿に浮上用ガスを供給するガス供給路が内部に設けられ、かつ、前記各浮上皿分割体を接離可能に支持する一対のアーム分割体を有する支持アームとを備え、
   前記一対の浮上皿分割体のうち一方の浮上皿分割体が、当該浮上皿分割体を支持する一方のアーム分割体に固定されるとともに、
   前記一対の浮上皿分割体のうち他方の浮上皿分割体が、当該浮上皿分割体を支持する他方のアーム分割体に、付勢部材によって前記一方の浮上皿分割体側に付勢された状態で、前記一対の浮上皿分割体が互いに接離する方向に沿って摺動可能に取り付けられていることを特徴とする被成形ガラス素材の浮上搬送装置。
2. 前記浮上皿が、前記一対の浮上皿分割体を突き合わせた際に凹陥状に形成される受け部を有し、
   前記ガス供給路が、前記一方のアーム分割体に固定された側の前記一方の浮上皿分割体と、当該一方のアーム分割体とに連通して形成され、前記受け部の底面側に開口する噴出口から前記浮上用ガスが噴出する請求項１に記載の被成形ガラス素材の浮上搬送装置。
3. 前記浮上皿が、前記支持アームの長手方向に沿って複数支持され、前記アーム分割体に固定される側の前記浮上皿分割体の位置を、前記支持アームの長手方向に沿って交互に入れ替えた請求項１又は２に記載の被成形ガラス素材の浮上搬送装置。
4. 前記浮上皿がカーボン材からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の被成形ガラス素材の浮上搬送装置。
5. 互いに対向する成形面を有する下型と上型とを用い、加熱により軟化した被成形ガラス素材を連続的にプレス成形する光学素子の製造方法において、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の被成形ガラス素材の浮上搬送装置により、
   加熱により軟化した前記被成形ガラス素材を前記下型上に落下供給することを特徴とする光学素子の製造方法。
6. 前記被成形ガラス素材の粘度で１０^９〜１０^１２ｄＰａ・ｓとなる温度に前記下型と前記上型とを予熱するとともに、
   前記被成形ガラス素材の加熱温度を粘度が１０^９ｄＰａ・ｓ未満となる温度として、
   加熱により軟化した前記被成形ガラス素材を前記下型上に落下供給し、前記下型と前記上型とを近接させることによりプレス成形した後に、前記被成形ガラス素材の粘度で１０^１２ｄＰａ・ｓに相当する温度以下に冷却し、次いで、前記上型と前記下型とを離間して成形体を取り出す請求項５に記載の光学素子の製造方法。

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